【会场回顾--宽禁带半导体国际青年人才创新发展论坛】第六届亚太碳化硅及相关材料国际 ...

2025年11月25日，第六届亚太碳化硅及相关材料国际会议系列活动——宽禁带半导体国际青年人才创新发展论坛在郑州中原国际会展中心成功举办。本论坛旨在面向宽禁带半导体领域的青年科研人员与学者，旨在展示前沿成果、激发创新思维，为青年人才的学术成长与合作交流搭建高水平平台。

来自国内外知名高校、院所及企业的十余位海内外学者与业界专家先后发表报告，内容覆盖SiC粉体合成、单晶生长、衬底加工、超精密制造、金刚石加工、MEMS传感器、异质结光电性能、缺陷无损检测以及市场前景分析等多个前沿方向。

张楠 北京理工大学 光电学院副院长，教授 主持

雷云 四川大学 研究员

演讲主题：《硅-稀土溶液法低温快速合成高纯SiC粉体以及生长高质量SiC单晶》

报告摘要：

报告介绍了针对传统固相法合成碳化硅存在的高温、高能耗及原料要求严苛等问题，开发的一种创新硅-稀土溶液法。该方法通过添加铈、镧等稀土作为助溶剂，显著提升了碳在硅熔体中的溶解度，从而在约1550℃的低温下，通过液相反应在数小时内即可合成纯度接近99.999%的碳化硅粉体，并可利用成本较低的块状硅原料。此外，通过调控溶液成分，该方法还可进一步应用于生长高质量碳化硅单晶，能在1600℃以下实现每小时数百微米的较高生长速率，有效抑制晶体缺陷。该技术具有低温、快速、成本较低的优势，为高性能碳化硅材料的制备提供了新路径。

张福生 齐鲁工业大学 副教授

演讲主题：《4H-碳化硅单晶近自由态生长方法研究》

报告摘要：

报告介绍了为解决传统物理气相传输法生长碳化硅单晶时出现的边缘生长过快、易产生杂晶与热应力等问题，所提出的一种“近自由态生长方法”。该方法通过主动调控生长腔体内的物质流场，引导部分升华组分回流至特定区域，从而抑制晶体边缘异常上翘，使得晶体能够自然暴露出稳定的(10ī0)晶面，实现了对生长前沿的稳定控制。基于此方法，成功制备出了8英寸碳化硅单晶，其晶片应力分布均匀，位错密度可低于500/c㎡，X射线衍射摇摆曲线半高宽平均值低至14弧秒，晶体质量显著提升。这种生长策略为获得高质量、大尺寸碳化硅单晶，并降低生产成本提供了新思路。

Guiot SOITEC 产品设计经理

演讲主题：《半导体衬底加工技术实现SiC MOSFET导通及开关损耗最高30%的优化》

报告摘要：

报告介绍了一种通过半导体衬底工程优化碳化硅MOSFET性能的创新技术。该技术采用独特的夹层衬底结构，顶部为高质量、低位错的单晶碳化硅层，底部为高掺杂、低电阻的多晶碳化硅层，旨在降低整体衬底电阻率，从而改善器件的导通与开关特性。其核心工艺结合了Smart Cut切割与键合技术，使得单晶衬底材料可重复使用高达十次。实测数据显示，该技术能使1200V沟槽MOSFET的导通电阻降低约13%，并在175℃高温下将开关损耗降低超过40%。性能提升归因于界面电子陷阱的减少及少数载流子密度的下降，这不仅降低了反向恢复电荷，也显著增强了器件的双向退化稳健性与功率循环能力。此外，该技术与现有器件制造工艺完全兼容，并能大幅降低晶圆制造过程中的碳足迹。这项衬底工程方案为实现导通及开关损耗最高30%的优化提供了有效路径。

田野 国防科技大学 副教授

演讲主题：《光学级SiC与金刚石衬底TTV 0.1μm 制造技术：技术进展与应用》

报告摘要：

报告介绍了针对AR眼镜等光学应用对碳化硅与金刚石衬底提出的超高平整度要求，提出并发展了一套基于低能离子束抛光的原子级超精密制造技术。该技术通过离子束修调平整度、离子束牺牲层平滑与掠入射离子束超光滑的组合工艺路线，成功将六英寸与八英寸碳化硅衬底的总厚度偏差加工至100nm以下，表面粗糙度达到0.2nm，完全满足晶圆级光学元件的使用需求。报告进一步展示了该技术在四英寸、六英寸及八英寸碳化硅衬底以及金刚石衬底上的实际加工成果，实现了高效率与低缺陷的加工，并将单片加工成本显著降低至可产业化水平。这项自主创新的离子束修平技术为光学级碳化硅衬底的大规模、低成本制造提供了核心解决方案，并有望延伸应用于碳化硅中介层等先进半导体制造领域。

赵洪晨 中国地质大学（北京）郑州研究院，科研部部长，助理研究员

演讲主题：《各向异性对单晶金刚石切磨加工与腐蚀磨损行为的影响规律》

报告摘要：

报告介绍了为优化单晶金刚石的超精密加工工艺，系统探究其各向异性对激光与化学机械抛光过程的影响规律。研究发现，在激光加工中，原子密排的{111}面材料去除率最低且易于获得高深宽比微槽，而{100}面则更适合平面化加工；在化学机械抛光中，化学活性更强的{100}和{110}面更易实现化学氧化与机械解理的协同，从而获得更高的去除率与更优的表面质量，而{111}面则易于发生机械解理，难以实现低损伤抛光。研究进一步揭示了稀土或过渡金属氧化物催化剂能在室温下诱导形成特定图案的微纳米氧蚀坑表面织构，有效提升抛光效率。通过调控加工气氛与环境，可抑制有害的石墨化并促进表面氧化，从而获得光亮的加工表面。这些规律为开发全自动、高效率、低损伤的单晶金刚石加工技术提供了关键理论与实验依据，已成功应用于培育钻石的自动化切磨生产中。

任泽阳 西安电子科技大学 教授

演讲主题：《金刚石单晶拼接生长和场效应晶体管》

报告摘要：

报告介绍了西安电子科技大学在金刚石半导体材料生长与电子器件应用方面的最新研究进展。在材料方面，报告重点阐述了马赛克拼接技术制备大尺寸单晶金刚石的现状与挑战，团队已实现两英寸拼接衬底的成熟制备，并正攻关拼接缝优化与四英寸生长。同时，报告也探讨了在蓝宝石等异质衬底上外延生长单晶金刚石薄膜的研究。在电子器件领域，报告聚焦于氢终端金刚石场效应晶体管，通过优化欧姆接触工艺，将器件开态电流密度提升至1.5A/mm2的国际先进水平，并开展了高压器件研究。此外，报告还介绍了一项重要的散热应用：采用纳米晶金刚石薄膜对氮化镓器件进行表面钝化，该技术在不显著改变现有工艺的前提下，有效降低了器件结温并改善了动态特性，为高功率密度半导体器件的热管理提供了新方案。报告最后指出，大尺寸金刚石的低成本切割与超精密加工仍是当前产业化面临的关键挑战。

杨咪 高端芯片产业创新发展联盟 副秘书长 主持

刘玉龙 北京量子信息科学研究院 副研究员

演讲主题：《基于3C-SiC薄膜晶体的简并破缺与长寿命多模态MEMS》

报告摘要：

报告介绍了基于3C-SiC薄膜晶体在量子信息领域的光力器件应用研究。该工作利用3C-SiC材料的高热导与高应力极限特性，制备了5nm厚的悬空薄膜作为机械振子，并将其与超导微波腔集成，在十毫开尔文的极低温环境下实现了光与机械振动的高效耦合。实验观测到多达21个机械振动模式，其品质因子高达108，并展现了创纪录的频率稳定性与超低耗散。研究进一步揭示了因薄膜应力分布不均匀导致的振动模式简并破缺现象。基于这些优异特性，该器件成功实现了超过4000秒的经典微波光子存储，并将机械模式冷却至量子基态，演示了百毫秒量级的量子态存储与不同声学模式间的量子态转移。该研究为碳化硅这一传统半导体材料在量子信息处理、精密测量等前沿领域的应用开辟了新路径，相关性能指标处于国际领先水平。

苟广洋 中国科学院空天信息创新研究院 助理研究员

演讲主题：《高精度MEMS压力传感器》

报告摘要：

报告介绍了面向航空航天与气象探测等高端应用的高精度硅基MEMS谐振式压力传感器的研究进展。报告重点阐述了为提升传感器性能所攻克的两大核心挑战：温度漂移与长期稳定性。针对温度漂移问题，团队提出了原位传感与补偿方法，通过设计具有正负应力响应区域的差分谐振器结构，利用双频解耦算法实时解算温度与压力，实现了全温区内优于万分之一的精度。在长期稳定性方面，研究比较了多种芯片封装结构，发现采用玻璃隔离或远端隔离结构能显著降低衬底残余应力对芯片的影响，从而有效提升器件长期工作的可靠性。基于这些技术，团队已研制出系列化产品并应用于自动气象站等场景。报告最后展望了将该技术拓展至碳化硅材料体系以应对极端环境的潜力，并指出了在材料数据库、高温封装与工艺等方面仍需探索的挑战。

叶晓芳 厦门大学

演讲主题：《4H-SiC中缺陷演化与湮灭：一种无损检测视角》

报告摘要：

报告介绍了基于微焦X射线CT与人工智能融合的无损检测技术，用于揭示4H-SiC晶锭内部缺陷的演化规律并探究其自湮灭机理。该技术通过高分辨CT扫描获取晶锭内部完整三维图像，结合卷积神经网络模型，实现了对多型、微管及碳包裹物等微米级缺陷的智能识别与分类，准确率超过96%，并成功重构了缺陷在晶体生长方向上的空间分布图谱。研究首次在宏观尺度观测到微管缺陷在生长过程中会自发湮灭的现象，并通过分子动力学模拟与第一性原理计算，从机理上揭示了硅原子在缺陷台阶处的优先吸附是驱动微管湮灭的关键。基于此，提出了通过精确调控生长过程中硅气氛来主动促进缺陷湮灭的晶体生长优化策略。该AI辅助的无损检测方法为碳化硅晶锭的质量评估、生长工艺反馈与优化，以及实现高质量衬底的高效切割提供了关键工具，有助于推动碳化硅产业的良率提升与成本降低。

刘欢 内蒙古工业大学

演讲主题：《β-GeS₂/β-Ga₂O₃异质结光电性能的应变与电场调控机制：第一性原理研究》

报告摘要：

报告介绍了基于第一性原理计算，对β-GeS₂/β-Ga₂O₃范德华异质结光电性能的应变与电场调控机制进行的理论研究。研究系统计算了异质结的能带结构、态密度、功函数及光学性质，明确了其导带偏移量约为0.94eV、价带偏移量约为0.09eV的关键能带对齐关系，为理解界面载流子行为奠定了基础。研究发现，异质结的氧化还原特性随环境pH值变化，展现出在电化学催化与传感领域的应用潜力。同时，研究通过对β-Ga₂O₃表面进行氢、氟、氯等不同终端修饰，实现了对异质结带边位置与光学性能的有效调控，揭示了表面工程对器件性能的关键影响。该工作从原子尺度阐明了层间耦合、外部环境与表面修饰对该异质结电子结构及光电性能的协同调控机制，为后续设计高性能光电子器件提供了理论依据。

金凯笛 五矿证券研究所 半导体行业分析师

演讲主题：《碳化硅高速增长的前夕：功率渗透率提升与AI/AR双轮驱动》

报告摘要：

报告介绍了碳化硅材料在新能源汽车、AI数据中心、射频与AR眼镜等多领域驱动下的市场需求与未来供需格局分析。报告指出，碳化硅凭借其高压、高频及高效散热优势，正加速渗透至800V高压平台、超充桩、光伏储能及AI服务器电源等核心场景。通过对各细分市场的定量测算，预计到2030年，全球6英寸碳化硅衬底年需求量将达约1676万片，其中新能源汽车仍是最大需求来源。同时，AI芯片先进封装中的碳化硅散热中介层、以及AR眼镜光波导片正成为重要的新兴增长点。基于对现有产能扩张节奏的评估，报告预测行业可能在2027年进入供需紧平衡状态，随后或将面临产能缺口，凸显了加速产业链布局的紧迫性。

宽禁带半导体国际青年人才创新发展论坛通过多领域、跨学科的深度交流，充分展现了青年学者的科研活力与创新潜力，为宽禁带半导体技术的学术研究与应用发展注入了新的动力。